Investigación teórica y experimental de la interacción de iones, electrones, positrones, fotones y pulsos de luz ultra-intensos con átomos y moléculas. En particular se estudia los procesos de ionización y fragmentación inducidos por colisiones. Se aplican técnicas de análisis de materiales basadas en la irradiación con iones para estudios de composición y estructura de muestras.

• Actividades que se realizan
• Equipamiento

Actividades que se realizan

Investigación teórica

Investigación y desarrollo de herramientas teóricas para estudiar procesos de ionización y fragmentación de sistemas atómicos y moleculares por impacto de electrones, positrones, iones, fotones y pulsos de láser intensos. Se desarrollan modelos de onda distorsionada con interacciones coulombianas y modelos de trayectorias clásicas abarcando así el rango desde bajas hasta altas energías de colisión. Se estudia también la fotoionización de átomos y moléculas en radiación laser de alta intensidad.

Emisión electrónica y fragmentación de moléculas

• Medición de secciones eficaces diferenciales de emisión electrónica en procesos de colisión de iones con blancos atómicos y moleculares. Se estudian procesos que implican uno o más electrones activos.
• Determinación de secciones eficaces diferenciales de fragmentación de moléculas por impacto de iones.
• Espectroscopia de iones residuales aplicados al estudio de procesos electrónicos en blancos atómicos por impacto de iones.

Análisis de materiales

Se aplican las técnicas RBS (Rutherford Back Scattering, análisis de partículas de retroceso), PIXE (Particle Induced X-ray Emission, análisis de rayos X inducido por impacto de iones), NRA (Nuclear Reaction Analysis, análisis de reacciones nucleares) y ERDA (Elastic Recoil Detection Analysis, análisis de partículas emitidas de la muestra) para el estudio de composición y estructura de muestras.
El análisis de la composición elemental de materiales utilizando estas técnicas tiene un amplio campo de aplicaciones, incluyendo entre otras el análisis de materiales de interés nuclear, la física forense, aplicaciones en biología, geología, metalurgia, arqueología, objetos de arte, implantación de iones y daño por radiación.

Equipamiento

Acelerador de iones tándem

Es un acelerador de iones tipo tándem con tensión máxima de aceleración de 1.7 MV provisto con dos fuentes de iones. Se dispone actualmente de dos líneas de medición.
La línea de análisis de materiales, con capacidad de producir un microhaz de iones, tiene una estación de análisis que incluye las siguientes técnicas: RBS (Rutherford Back Scattering, análisis de partículas de retroceso), PIXE (Particle Induced X-ray Emission, análisis de rayos X inducido por impacto de iones), NRA (Nuclear Reaction Analysis, análisis de reacciones nucleares) y ERDA (Elastic Recoil Detection Analysis, análisis de partículas emitidas de la muestra).
Una segunda línea posee un espectrómetro que permite el estudio de procesos de emisión electrónica y fragmentación de moléculas.

Acelerador de iones Kevatrón

Es un acelerador de tipo Cockroft-Walton que opera en el rango de 20 a 300 kV.
Está dedicado al estudio de la espectroscopia de iones residuales utilizando la técnica COLTRIMS (Cold-target recoil-ion momentum spectroscopy). Permite determinar los impulsos lineales de los iones retrodispersados en colisiones de iones con blancos gaseosos fríos proporcionando una imagen completa de la cinemática de la colisión.